電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）數(shù)據(jù)中心的投資仍有非常大的預期，今年年初，英偉達高管多次釋放樂觀信號，表示英偉達2026年收入肯定比去年10月預測的5000億美元更高，暗示訂單前景大好。在1月26日，英偉達又投入20億美元入股數(shù)據(jù)中心CoreWeave；1月27日，微軟獲批在威斯康星州增建15個數(shù)據(jù)中心，同時亞馬遜、谷歌、甲骨文等云計算大廠也在尋找新的數(shù)據(jù)中心選址，未來數(shù)據(jù)中心基建的需求還將會逐步增加。

在數(shù)據(jù)中心的基建過程中，隨著GPU等AI芯片的功率不斷飆升，數(shù)據(jù)中心的供電架構(gòu)產(chǎn)生了變化，整體往HVDC的方向發(fā)展。同時算力需求下，多卡、多機柜互聯(lián)成為了一個重要議題，數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枨笸瑯訒硇碌募夹g(shù)應用。具體來看，電源、線纜、連接器、光通信等技術(shù)都會迎來新一輪的升級。此前我們已經(jīng)探討過線纜、連接器等產(chǎn)品在未來數(shù)據(jù)中心的需求變化趨勢，下面我們來探討光纖在未來數(shù)據(jù)中心的應用情況。

數(shù)據(jù)中心的光纖需求

在最早的數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連中，數(shù)據(jù)傳輸是通過銅纜進行的，在這個階段的架構(gòu)是以交換芯片（Switch）通過OSFP/QSFP-DD連接器連接到DAC電纜為主，支持112G LR速率。主要特點在于依賴純電氣連接，適用于短距離數(shù)據(jù)傳輸，比如數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的機架間連接。優(yōu)點包括成本低廉、部署簡單，且無需光學轉(zhuǎn)換設備，功耗也較低。然而，缺點也非常顯著，包括銅線信號衰減嚴重，傳輸距離有限（通常僅幾米），功耗較高，無法滿足高密度和高速度的應用需求。

進入光通信時代，最廣泛應用的也是現(xiàn)階段常見的可插拔光模塊。交換芯片通過OSFP/QSFP-DD/COBO連接器連接到TRX（光收發(fā)器）模塊，再延伸到光纖，支持112G VSR（極短距離）/C2M（芯片到模塊）接口。

相比銅纜，光纖具備抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫的優(yōu)勢，可有效規(guī)避外界環(huán)境對數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_，降低信號衰減，且使用壽命長達30年以上，大幅減少設備維護成本與停機風險，尤其適配AI智算中心、高性能計算集群等嚴苛場景需求。更重要的是，光纖帶寬上限極高，損耗又極低，傳輸距離長，這對于AI等數(shù)據(jù)密集型應用尤為關(guān)鍵。

AI工作負載依賴于GPU之間的高速、低延遲連接，讓它們協(xié)同工作并且需要通過網(wǎng)絡進行擴展。如果沒有完善的光纖基礎設施設計，就會出現(xiàn)瓶頸，導致性能下降、成本上升和可擴展性停滯。

在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，光纖主要是有四大核心應用場景：

機架內(nèi)互聯(lián)：服務器與ToR交換機之間的短距連接
機房內(nèi)互聯(lián)：Leaf-Spine架構(gòu)中交換機之間的高速連接
數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）：跨機房、跨城市的長距離數(shù)據(jù)傳輸
AI集群互聯(lián)：GPU之間的高速并行計算通信

數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)正在從 400G 快速向 800G 普及，并已開始布局 1.6T 標準。每一次速率升級，都意味著光纖布線的升級或擴容。過去傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心多采用100G及以下速率光纖，難以適配400G、800G高速光模塊的應用需求，存量數(shù)據(jù)中心的光纖升級改造需求迫切；同時，全球數(shù)據(jù)中心機柜數(shù)量持續(xù)增長，大型、超大型數(shù)據(jù)中心占比不斷提升，機柜密度增加推動光纖向高密度、小型化方向發(fā)展，進一步釋放需求增量。

根據(jù)ResearchAndMarkets的數(shù)據(jù)，2025年數(shù)據(jù)中心光纖市場規(guī)模為79.3億美元，2026年增長至84.8億美元，預計到2032年達到128.4億美元。

光纖產(chǎn)品技術(shù)演進

傳統(tǒng)上，光纖分為多模光纖和單模光纖。光纖的結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外分為纖芯、包層和涂覆層，多模與單模最直觀的區(qū)別就在于纖芯的粗細。多模光纖的特點是，較大的纖芯（50μm 或 62.5 μm）降低了光源耦合的難度，可以使用較便宜的 LED 或 VCSEL作為光源。

單模光纖極細的纖芯（8 - 10μm）強制光線只能沿軸線直線傳播，徹底消除模間色散，適合高速遠距離傳輸。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，短距離傳輸普遍使用多模光纖，但隨著AI算力需求的提高，單模光纖正在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部成為主流。其中有兩大原因，在 400G/800G以及更高的速率下，多模光纖的模間色散會造成嚴重的信號畸變；單模光纖物理帶寬上限極高，未來升級 1.6T 或 3.2T 時，無需更換地下或機架間的昂貴光纜，只需更換兩端的光模塊。

為了提高速率，光模塊發(fā)射功率在增加。但在目前常見的單模光纖G.652.D型號較小的纖芯內(nèi)，過高的光功率密度會產(chǎn)生非線性效應（如信號畸變、串擾），就像“水管太細，水壓太大會爆管”。

因此，G.654.E單模光纖正在成為數(shù)據(jù)中心的趨勢。從物理結(jié)構(gòu)上講，G.654.E的纖芯直徑雖然比普通單模光纖略大（約 10-12 μm），但它依然能夠確保在工作波長下只允許一個光模式傳輸，同時徹底消除了多模光纖存在的“模間色散”問題。

在材料上，普通的單模光纖為了便于制造，采用摻鍺的纖芯。而G.654.E采用純二氧化硅作為纖芯材料。這種純凈度極高的結(jié)構(gòu)將光的損耗降到了極限，比普通單模低20%左右。但相對地，制造難度更高、成本也更高。

近年來，空心光纖也被認為是未來高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)光纖是實心的玻璃棒，而空芯光纖的纖芯是空氣或真空，其以空氣作為光傳播介質(zhì)，周圍通過特殊的玻璃微結(jié)構(gòu)約束光線，利用反諧振原理將光限制在空氣中傳導，較傳統(tǒng)光纖降低30%延遲，具備抵御非線性效應及潛在超低損耗的特性，可承受更高入纖功率，是未來高速通信的尖端技術(shù)方向，目前微軟、AWS已啟動部署，國內(nèi)中天科技、長飛、亨通等企業(yè)已實現(xiàn)技術(shù)突破并送樣測試，逐步從實驗室走向商用藍海。

去年8月，中國移動在廣東開通了我國首條空芯光纖商用線路；10月，中國電信研究院近日宣布，通過與中國電信、長飛、華為及廣東工業(yè)大學的聯(lián)合攻關(guān)，成功實現(xiàn)單波800Gbps與1.2Tbps速率下的實時系統(tǒng)超長單跨無中繼傳輸新突破；同月，中國聯(lián)通完成了從深圳聯(lián)接香港將軍澳智云數(shù)據(jù)中心和香港交易所的商用空芯光纖互聯(lián)及跨境出海應用，網(wǎng)絡聯(lián)接時延大幅減少32%，是全球首條通過空芯光纖實現(xiàn)“海纜中心+數(shù)據(jù)中心+金融中心”的直接聯(lián)接。

去年9月，長飛光纖展示100km空芯光纖鏈路，并使用自研的EDFA+OTDR進行現(xiàn)場鏈路測試，實現(xiàn)0.089dB/km的鏈路衰減。

今年2月3日，亨通光電AI先進光纖材料研發(fā)制造中心一期擴產(chǎn)項目廠房建設收官，現(xiàn)已正式進入設備安裝階段。該項目聚焦AI算力帶來的巨大需求，致力于提升超低損空芯光纖、超低損多芯光纖以及高性能多波段多模光纖等一系列特種光纖的規(guī)?；a(chǎn)能力。這也意味著空心光纖開始逐步邁入規(guī)?；慨a(chǎn)階段。

小結(jié)：

從算力芯片、先進制程、存儲，到功率器件、電源系統(tǒng)、線纜、連接器、液冷、電力基建等，AI帶動的數(shù)據(jù)中心需求帶動了一系列規(guī)模龐大產(chǎn)業(yè)升級。光纖作為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的“神經(jīng)纖維”，其低延遲和高帶寬是數(shù)據(jù)中心算力效率的關(guān)鍵?？招竟饫w與G.654.E的出現(xiàn)，本質(zhì)上是為這個超級大腦換上了一套反應更快、傳導損耗更低的高級神經(jīng)通路。